CN106484064B - 一种单片机***的电源控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单片机***的电源控制电路，包括电源输入端、电源输出端、复位芯片、按键、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管，第四MOS管的源极接电源输入端，漏极接电源输出端；第二MOS管的漏极接第四MOS管的栅极，源极通过按键接地，并接复位芯片的检测端，栅极通过第二电阻接电源输入端；第五MOS管的漏极接第四MOS管的栅极，源极接第三MOS管的漏极，栅极通过第四电阻接电源输出端；第三MOS管的源极接地，栅极接第二MOS管的栅极；第四MOS管的栅极通过第三电阻接电源输入端。本发明的电源控制电路结构简单、体积较小、成本较低。

Description

一种单片机***的电源控制电路

[技术领域]

本发明涉及电源控制电路，尤其涉及一种单片机***的电源控制电路。

[背景技术]

目前单片机***广泛使用，相当一部分应用场景需要控制电路能够预测并控制断电时机，以便进行保存数据、提醒用户等必要操作。

单片机***的电源控制电路一般采用机械控制或专用集成电路控制。机械控制通过机械开关(例如船型开关)直接控制电源通断，专用集成电路控制通过电源管理芯片或专用控制器芯片控制***上、断电。机械控制功能单一，只能用于控制电源，不能被后级电路复用；专用集成电路控制电路复杂；成本高；需要占用I2C、SPI等***接口资源。

体积敏感型的单片机***无法放置多个按键开关去实现电源控制、用户按键、手动复位等功能，成本敏感型的单片机***无法承受专用电源管理集成电路的高成本。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小、成本低的单片机***的电源控制电路。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种单片机***的电源控制电路，包括电源输入端、电源输出端、复位芯片、按键、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管，第二MOS管、第三MOS管和第五MOS管是NMOS管，第四MOS管是PMOS管；第四MOS管的源极接电源输入端，漏极接电源输出端；第二MOS管的漏极接第四MOS管的栅极，源极通过按键接地，并接复位芯片的检测端，栅极通过第二电阻接电源输入端；第五MOS管的漏极接第四MOS管的栅极，源极接第三MOS管的漏极，栅极通过第四电阻接电源输出端；第三MOS管的源极接地，栅极接第二MOS管的栅极；第四MOS管的栅极通过第三电阻接电源输入端。

以上所述的电源控制电路，包括第一MOS管和按键状态检测端，第一MOS管是NMOS管；第一MOS管的漏极接按键状态检测端，源极接地，栅极接第二MOS管的源极。

以上所述的电源控制电路，包括第二电容和第一电阻，第二电容与按键并接，第一电阻接在第二MOS管的源极与电源输入端之间。

以上所述的电源控制电路，包括断电控制端，断电控制端接第五MOS管的栅极。

以上所述的电源控制电路，包括二极管，二极管的阳极接第四MOS管的栅极，阴极接第二MOS管的漏极。

以上所述的电源控制电路，第二MOS管的栅极和第三MOS管的栅极接复位芯片的输出端；上电状态下,长按按键到设定时间时，复位芯片的输出端输出低电平，第二MOS管和第三MOS管关断，进而第四MOS管和第五MOS管关断。

本发明的电源控制电路结构简单、体积较小、成本较低。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例单片机***的电源控制电路的原理框图。

图1电路的端口说明：

Vsource：电源输入

Vload：电源输出

uP_Detect：后级电路通过uP_Detect检测***按键SW1的状态，检测到uP_Detect为低电平时，表示按键处于释放状态，否则按键处于按下状态；

uP_Control：后级电路通过uP_Control控制后级电源Vload的状态，拉低uP_Control使后级电源Vload断电，拉高使后级电源Vload保持上电。

[具体实施方式]

本发明实施例单片机***的电源控制电路如图1所示，包括电源输入端Vsource、电源输出端Vload、断电控制端uP_Control、***按键SW1状态检测端uP_Detect、复位芯片U1、***按键SW1、二极管D1、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4和MOS管Q5，MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q5是NMOS管，MOS管Q4是PMOS管。***按键SW1是轻触开关，复位芯片U1是芯片STM6519。

MOS管Q4的源极接电源输入端Vsource，漏极接电源输出端Vload。

MOS管Q2的漏极通过二极管D1接MOS管Q4的栅极，二极管D1的阳极接MOS管Q4的栅极，阴极接MOS管Q2的漏极。

MOS管Q2的源极通过***按键SW1接地，并接复位芯片U1的检测端nSR，栅极通过电阻R2接电源输入端Vsource。

MOS管Q5的漏极接MOS管Q4的栅极，源极接MOS管Q3的漏极，栅极通过电阻R4接电源输出端Vload。

MOS管Q3的源极接地，栅极接MOS管Q2的栅极。MOS管Q4的栅极通过电阻R3接电源输入端Vsource。

MOS管Q2的栅极和MOS管Q3的栅极接复位芯片U1的输出端nRST。

电容C2与***按键SW1并接，电阻R1接在MOS管Q2的源极与电源输入端Vsource之间。

MOS管Q1的漏极接***按键SW1状态检测端uP_Detect，源极接地，栅极接MOS管Q2的源极。

断电控制端uP_Control接MOS管Q5的栅极。

本发明实施例单片机***的电源控制电路的工作过程如下：

上电流程：断电状态下，用户按下***按键SW1触发上电流程。动作过程如下：断电状态下，MOS管Q2、MOS管Q4、MOS管Q5处于截止状态，MOS管Q1、MOS管Q3处于导通状态，按下***按键SW1，MOS管Q2源极被下拉到地，使MOS管Q2导通。MOS管Q4的栅极转为低电平，MOS管Q4导通，使后级电源Vload上电。后级电源Vload上电后，拉高了MOS管Q5栅极的电平，使MOS管Q5导通。MOS管Q5导通下拉MOS管Q4栅极到地，保持MOS管Q4处于导通状态。此时无论***按键SW1处于何种状态，MOS管Q4状态都不会改变，即后级电源Vload始终处于上电状态。整个过程用时极短(纳秒级)，响应速度极快，实现断电状态短按上电并保持的功能。

用户按键流程：上电状态下，用户按下***按键SW1触发用户按键流程，动作过程如下：上电状态下，MOS管Q1、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5处于导通状态，MOS管Q2处于截止状态，按下***按键SW1，MOS管Q1的栅极和MOS管Q2源极被下拉到地，使MOS管Q1截止、MOS管Q2导通，进而使MOS管Q4导通，由于MOS管Q4已经处于导通状态，所以此过程并不能影响后级电源Vload的状态，但MOS管Q1的截止将uP_Detect与地断开直到按键释放，后级电路通过检测uP_Detect的电平状态即可检测按键状态，实现上电状态时***按键SW1作为用户按键的功能；

正常断电流程：上电状态下，***后级电路拉低uP_Control的电平，触发正常断电流程。动作过程如下：上电状态下，MOS管Q1、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5处于导通状态，MOS管Q2处于截止状态，***按键SW1处于释放状态，后级电路拉低uP_Control的电平，使MOS管Q5截止，MOS管Q4的栅极电平被拉高，使MOS管Q4截止，后级电源Vload立即断电，实现后级电路控制断电的功能；

强制断电流程：上电状态下，持续按下***按键SW1特定时长(最短持续时间由芯片U1的型号决定)，触发强制断电流程。动作过程如下：上电状态下，MOS管Q1、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5处于导通状态，MOS管Q2处于截止状态，持续按下***按键SW1，MOS管Q2导通，STM6519的检测端nSR被持续拉低，当时长达到设定值时，STM6519输出端nRST输出低电平，MOS管Q2、MOS管Q3的栅极同时被拉低，使MOS管Q2、MOS管Q3截止，进而使MOS管Q4、MOS管Q5截止，后级电源Vload断电，实现上电状态长按强制断电功能；

按键去抖动流程：由于***按键SW1按下是直接接地，按键按下后的短时异常释放被视为按键抖动，将触发按键去抖动流程，动作过程如下：当***按键SW1处于按下状态时，如果异常释放，C2通过R1进行充电，MOS管Q1栅极电压逐渐上升，在达到导通阈值电压之前，如果异常释放消除，MOS管Q1栅极立即被拉低，此过程中MOS管Q1始终保持截止状态，后级电路不会检测到按键的异常释放，实现按键去抖动的功能。

本发明以上实施例使用轻触开关作为***按键，使用低导通电阻P沟道MOSFET作为电源控制开关，使用ST公司复位芯片STM6519检测按键长按，使用多个N沟道MOSFET和电阻通过特定的连接方式组成控制逻辑电路，实现断电状态短按上电、上电状态长按断电、上电状态用户按键、后级电路控制电源断电等功能。在按键位置并接电容器可实现按键去抖动功能。当STM6519的检测端nSR(第3引脚)检测到特定时长(最短持续时间由STM6519子型号决定)的连续低电平信号时，立即将输出端nRST(第1引脚)下拉到地，并持续直到检测端nSR的低电平撤销，利用此特性，可使用STM6519检测按键长按，并在长按时间达到设定值时断开***电源。

本发明以上实施例使用轻触开关、复位芯片和简单***电路即可实现电源上电、用户按键、强制断电，后级单片机***可检测按键状态，根据运行状态自主决定电源保持或断电，成本低、体积小、功能齐备。

Claims (4)

1.一种单片机***的电源控制电路，包括电源输入端和电源输出端，其特征在于，包括复位芯片、按键、按键状态检测端、断电控制端、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管，第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第五MOS管是NMOS管，第四MOS管是PMOS管；第四MOS管的源极接电源输入端，漏极接电源输出端；第二MOS管的漏极接第四MOS管的栅极，源极通过按键接地，并接复位芯片的检测端，栅极通过第二电阻接电源输入端；第五MOS管的漏极接第四MOS管的栅极，源极接第三MOS管的漏极，栅极通过第四电阻接电源输出端；断电控制端接第五MOS管的栅极；第三MOS管的源极接地，栅极接第二MOS管的栅极；第四MOS管的栅极通过第三电阻接电源输入端；第一MOS管的漏极接按键状态检测端，源极接地，栅极接第二MOS管的源极。

2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，包括第二电容和第一电阻，第二电容与按键并接，第一电阻接在第二MOS管的源极与电源输入端之间。

3.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，包括二极管，二极管的阳极接第四MOS管的栅极，阴极接第二MOS管的漏极。

4.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，第二MOS管的栅极和第三MOS管的栅极接复位芯片的输出端; 上电状态下,长按按键到设定时间时，复位芯片的输出端输出低电平，第二MOS管和第三MOS管关断，进而第四MOS管和第五MOS管关断。